1 Węgle brunatny, kamienny i antracyt podstawowe kopaliny organiczne... 13

Transkrypt

1 Spis treści Wstęp Węgle brunatny, kamienny i antracyt podstawowe kopaliny organiczne Geneza organicznej substancji węglowej złóż Pozostałe składniki złóż węgli brunatnych, kamiennych oraz antracytów Węgiel brunatny Skład i rodzaje węgla brunatnego Występowanie i wydobycie węgla brunatnego Zastosowanie węgla brunatnego w Polsce Węgiel kamienny i antracyt Skład i rodzaje węgla kamiennego i antracytu Występowanie i wydobycie węgla kamiennego i antracytu Zastosowanie węgla kamiennego i antracytu Problemy ekologiczne związane z procesami spalania węgli kopalnych Istota procesów spalania Problemy związane z zawartością siarki Problemy związane z powstawaniem tlenków azotu (NO x ) Problemy związane z zawartością substancji mineralnej Problemy związane z zawartością rtęci Literatura Chemiczny przerób węgla kamiennego Kierunki wykorzystania węgla Zgazowanie węgla Chemizm procesu zgazowania Układy technologiczne zgazowania węgla Kierunki wykorzystania gazu syntezowego Synteza Fischera Tropscha Produkcja metanolu i eteru dimetylowego Produkcja substytutu gazu ziemnego Produkcja wodoru Zintegrowany układ wytwarzania energii elektrycznej... 70

2 6 Spis treści 2.3. Bezpośrednie upłynnianie węgla Koksowanie węgla Wprowadzenie Właściwości koksu Otrzymywanie koksu Przygotowanie mieszanki węglowej Przebieg procesu koksowania Ograniczanie emisji do atmosfery z procesu koksowania Literatura Drewno surowiec odnawialny dla przemysłu i energetyki Skład chemiczny drewna Trwałość drewna Zastosowanie drewna Mechaniczny przerób drewna Chemiczny przerób drewna Otrzymywanie mas celulozowych i papieru Termiczny rozkład drewna Zgazowanie drewna Otrzymywanie paliw ciekłych z drewna Hydroliza drewna Otrzymywanie i przerób żywic drzewnych Energetyczne wykorzystanie drewna Literatura Sulfonowanie proces jednostkowy w syntezie organicznej Procesy jednostkowe podstawowe wiadomości Podstawowe wiadomości o reakcji sulfonowania Czynniki sulfonujące Czynniki wpływające na przebieg reakcji sulfonowania Wpływ budowy sulfonowanego związku Wpływ rodzaju czynnika sulfonującego Wpływ temperatury, czasu i katalizatora Metody wyodrębniania kwasów sulfonowych z mieszaniny poreakcyjnej Sulfonowanie związków aromatycznych Sulfonowanie w produkcji związków powierzchniowo czynnych. 150 Literatura

3 Spis treści 7 5 Związki powierzchniowo czynne Budowa, klasyfikacja i właściwości związków powierzchniowo czynnych Mechanizm działania związków powierzchniowo czynnych Rozwój produkcji związków powierzchniowo czynnych Surowce do produkcji związków powierzchniowo czynnych Surowce odnawialne Surowce petrochemiczne Podstawowe związki powierzchniowo czynne Nowe tendencje w produkcji związków powierzchniowo czynnych Zastosowanie związków powierzchniowo czynnych i skutki środowiskowe ich stosowania Zastosowanie związków powierzchniowo czynnych w przemyśle i w gospodarstwach domowych Aspekty środowiskowe i zdrowotne użytkowania związków powierzchniowo czynnych Właściwości i otrzymywanie mydła sodowego Charakterystyka mydeł Zmydlanie tłuszczów metodą okresową Zmydlanie tłuszczów metodą ciągłą Literatura Barwniki Ogólne informacje o środkach barwiących Podstawy barwności Teorie barwności Klasyfikacja barwników Nomenklatura barwników Zastosowanie barwników w wybranych gałęziach przemysłu Polski przemysł barwnikarski Surowce wyjściowe i półprodukty do syntezy barwników Synteza barwników Charakterystyka procesu barwienia materiałów włókienniczych Charakterystyka ważniejszych grup barwników Barwniki azowe Barwniki antrachinonowe Czerń anilinowa jako przykład barwnika aryloaminowego Literatura

4 8 Spis treści 7 Leki przeciwbólowe wybrana grupa środków farmaceutycznych Podstawowe informacje o lekach Klasyfikacja i działanie środków leczniczych Postacie leków Tabletki Kapsułki Maści Inne postacie leków Leki przeciwbólowe Opioidowe środki przeciwbólowe Kwas salicylowy i jego pochodne Ibuprofen Paracetamol Literatura Substancje zapachowe Definicja i podział substancji zapachowych Podstawowe wiadomości o mechanizmie odbierania wrażeń węchowych Olejki eteryczne najważniejsze substancje zapachowe pochodzenia roślinnego Właściwości i występowanie olejków eterycznych Metody otrzymywania olejków eterycznych Składniki wonne olejków eterycznych Pozostałe substancje zapachowe pochodzenia roślinnego Substancje zapachowe pochodzenia zwierzęcego Substancje zapachowe syntetyczne Estryfikacja jako przykład procesu otrzymywania syntetycznych związków zapachowych Zastosowanie substancji zapachowych Literatura Polistyren wybrane tworzywo polimeryzacyjne Tworzywa polimeryzacyjne Przebieg polimeryzacji addycyjnej łańcuchowej Techniczne metody prowadzenia polimeryzacji addycyjnej łańcuchowej

5 Spis treści Polimery styrenowe Otrzymywanie styrenu Właściwości styrenu i rozwiązania przemysłowe w zakresie jego produkcji Alkilowanie benzenu Odwodornienie etylobenzenu Otrzymywanie polistyrenu Polistyren niskoudarowy Polistyren wysokoudarowy Polistyren piankowy Kopolimery styrenu Literatura Poli(tereftalan etylenu) wybrany polimer kondensacyjny Charakterystyka polimeryzacji kondensacyjnej Najważniejsze polimery kondensacyjne Utwardzanie polimerów kondensacyjnych Poli(tereftalan etylenu) podstawowe wiadomości Surowce do otrzymywania poli(tereftalanu etylenu) Otrzymywanie poli(tereftalanu etylenu) Właściwości i przetwórstwo poli(tereftalanu etylenu) Prognozy zużycia poli(tereftalanu etylenu) i zagadnienia środowiskowe Literatura Właściwości tworzyw sztucznych Polimery i tworzywa sztuczne podstawowe pojęcia Klasyfikacja materiałów polimerowych Produkcja i zastosowanie polimerów Budowa materiałów polimerowych Budowa strukturalna Stany fizyczne Wybrane właściwości materiałów polimerowych Właściwości fizyczne Właściwości mechaniczne Właściwości chemiczne Palność Składniki dodatkowe tworzyw sztucznych Dodatki Modyfikatory

6 10 Spis treści Nowe tendencje w produkcji materiałów polimerowych Polimerowe nanokompozyty Polimery biodegradowalne Literatura Dodatek 1. Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych Dodatek 2. Wzory wybranych organicznych związków chemicznych Spis rysunków Spis tabel

7 Wstęp Skrypt Technologia chemiczna organiczna wybrane zagadnienia przeznaczony jest dla studentów Wydziału Inżynieryjno-Ekonomicznego Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu, którzy odbywają studia na kierunku zarządzanie i inżynieria produkcji specjalność inżynieria produktów chemicznych. Przedmiot technologia chemiczna organiczna realizowany jest na trzecim roku studiów I stopnia, stacjonarnych i niestacjonarnych, i obejmuje wykład (2 semestry) oraz ćwiczenia laboratoryjne (1 semestr). Studenci, którzy rozpoczynają zajęcia z tego przedmiotu, powinni mieć zaliczone kursy podstaw technologii chemicznej oraz technologii chemicznej nieorganicznej. Materiał zawarty w skrypcie ma być pomocny studentom w cotygodniowym przygotowaniu się do zajęć laboratoryjnych, a następnie w przygotowaniu się do egzaminu. W poprzednich latach studenci przygotowujący się do ćwiczeń laboratoryjnych z technologii chemicznej organicznej korzystali ze skryptu pochodzącego z naszej Katedry: pracy zbiorowej pod redakcją R. Bogoczka, Materiały pomocnicze do ćwiczeń i wykładów z technologii chemicznej organicznej, Wydawnictwo Uczelniane Akademii Ekonomicznej we Wrocławiu, Wrocław Skrypt Technologia chemiczna organiczna wybrane zagadnienia składa się z rozdziałów związanych tematycznie z poszczególnymi ćwiczeniami laboratoryjnymi. Na końcu skryptu, jako Dodatki, zamieszczono instrukcje do ćwiczeń oraz wzory wybranych związków organicznych. W kolejnych rozdziałach omówiono następujące zagadnienia: wykorzystanie węgli kopalnych do celów energetycznych i rozwiązywanie problemów ekologicznych związanych z ich spalaniem, kierunki chemicznego przerobu węgla kamiennego, wykorzystanie drewna (surowca odtwarzalnego) w przemyśle i energetyce, sulfonowanie jako wybrany proces jednostkowy w przemyśle organicznym, produkcję i zastosowanie związków powierzchniowo czynnych, charakterystykę i zastosowanie barwników, produkcję i charakterystykę leków przeciwbólowych, ważnej grupy środków leczniczych, pozyskiwanie i zastosowanie substancji zapachowych, charakterystykę polimeryzacji łańcuchowej i wybranego tworzywa polistyrenu, charakterystykę polimeryzacji kondensacyjnej i wybranego tworzywa poli(tereftalanu etylenu), właściwości tworzyw sztucznych.

8 12 Wstęp W skrypcie zamieszczono instrukcje do 11 ćwiczeń, w ramach których realizuje się operacje i procesy chemiczne w skali laboratoryjnej. Zakres tematyczny ćwiczeń obejmuje: badanie składu chemicznego węgla kamiennego i brunatnego różnego pochodzenia, termiczny rozkład odpadów drzewnych i analizę produktów, otrzymywanie p-toluenosulfonianu sodu w procesie sulfonowania i oznaczanie jego czystości, wykorzystanie tłuszczów odpadowych do produkcji mydła, otrzymywanie barwnika czerni anilinowej i wybarwianie tkaniny, otrzymywanie kwasu acetylosalicylowego, popularnego środka przeciwbólowego, otrzymywanie propionianu n-butylu jako związku zapachowego, otrzymywanie polistyrenu metodą polimeryzacji emulsyjnej, otrzymywanie żywicy poliestrowej metodą polimeryzacji kondensacyjnej, badanie właściwości żywicy poliestrowej. Skrypt jest pracą zbiorową. Autorami rozdziałów są pracownicy Katedry Technologii Chemicznej na Wydziale Inżynieryjno-Ekonomicznym. Podczas redagowania niniejszego opracowania wykorzystano podręczniki, kolejne wydania rocznika statystycznego, artykuły w czasopismach naukowych zwłaszcza w miesięczniku Przemysł Chemiczny, akty prawne, karty charakterystyk produktów chemicznych, dane ze stron internetowych zakładów przemysłowych, a także informacje uzyskiwane na przestrzeni lat podczas zajęć na terenie zakładów przemysłowych Dolnego i Górnego Śląska. Odbiorcami skryptu mogą być też inne osoby zainteresowane technologią chemiczną organiczną, zwłaszcza studenci studiów chemicznych, przyrodniczych i technicznych, a także pracownicy zakładów przemysłowych. Wrocław, 29 czerwca 2013 r. Elżbieta Kociołek-Balawejder